Producción de aluminio y sus compuestos...
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Química de los Procesos Industriales Aluminio... 1 1 Producción de aluminio y sus compuestos (I) Química de los Procesos Industriales 2006 Aluminio... 2 Estado natural del aluminio Abundancia en corteza: 8% Formas químicas – Feldespatos: (K,Ca)[(Al,Si) 4 O 8 ] – Arcillas: Al 4 [Si 4 O 10 ](OH) 8 – Bauxitas: • gibbsita, Al(OH) 3 • boehmita, diaspora, AlO(OH) Aluminio... 3 Génesis de las bauxitas 3KAlSi 3 O 8 + 2H + + 12H 2 O → KAl 3 Si 3 O 10 (OH) 2 + 2K + + 6Si(OH) 4 KAl 3 Si 3 O 10 (OH) 2 + 2H + + 3H 2 O → 3Al 2 Si 2 O 5 (OH) 4 + 2K + 3Al 2 Si 2 O 5 (OH) 4 + 15H 2 O → 6Al(OH) 3 + 6Si(OH) 4
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Química de los Procesos Industriales
Aluminio... 1
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Producción dealuminioy sus compuestos (I)
Química de los Procesos Industriales2006
Aluminio... 2
Estado natural del aluminio
Abundancia en corteza: 8%Formas químicas– Feldespatos: (K,Ca)[(Al,Si)4O8]– Arcillas: Al4[Si4O10](OH)8– Bauxitas:
• gibbsita, Al(OH)3
• boehmita, diaspora, AlO(OH)
Aluminio... 3
Génesis de las bauxitas
3KAlSi3O8 + 2H+ + 12H2O →KAl3Si3O10(OH)2 + 2K+ + 6Si(OH)4
KAl3Si3O10(OH)2 + 2H+ + 3H2O →3Al2Si2O5(OH)4 + 2K+
3Al2Si2O5(OH)4 + 15H2O →6Al(OH)3 + 6Si(OH)4
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Composición de bauxitas
Al2O3 (30-57%)Fe2O3 (7-25%)SiO2 (3-20%)TiO2 (2-4%)CaO (<3%)H2O (10-18%)
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Las posibles estrategias químicas
Características químicas del aluminioLa separación– Hidrometalurgia
• Alcalina• Ácida
– PirometalurgiaObtención del metal– Reducción química del óxido– Reducción electrolítica
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Pirometalurgia
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El proceso Bayer
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Tratamiento físico de la mena
El procedimiento es apropiado para menas con contenido máximo de 5% de síliceMoliendaDecantación de sílice
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Lixiviación alcalina
Reacción principal: Al(OH)3 + NaOH →
Na[Al(OH)4]Presión de trabajo: 12atmTemperatura:160-180ºCFe2O3 → Fe(OH)3SiO2 →Na2O·Al2O3·2SiO2·2H2O
NaOH
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Obtención delhidróxido de aluminio
Reacción:Na[Al(OH)4] →NaOH + Al(OH)3
DiluciónEnfriamientoSembradoCristalizaciónFiltrado
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Funcionamiento del proceso
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Hidróxido de aluminio y alúmina
Obtención de alúmina:
Reacción: Al(OH)3 → Al2O3 + H2OTemperatura final: 1200ºC
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Usos del hidróxido de aluminio
– Directos• Materiales resistentes al fuego• Pasta de dientes• Pinturas• Prod. farmacéuticos
– Compuestos de aluminio• Haluros• Sulfato• Aluminato
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Formación de α-Al2O3
El calentamiento de los hidróxidos y oxo-hidróxidos da finalmente el producto termodinámicamente más estable: α-Al2O3
Etapas:• Hasta 200ºC: pérdida de agua libre (humedad)• Entre 200ºC y 600ºC se pierde el agua
combinada (transformación óxido → hidróxido)• A temperaturas mayores de 1000ºC se comienza
a formar el α-Al2O3
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Tipos industriales de Al2O3
FundiciónCalcinadoBajo contenido en NaOHAlta purezaActivadoFundido
